Исследователи из США выяснили, что спинномозговая жидкость или ликвор, которая, как считалось, находится в закрытой системе оболочек и желудочков головного и спинного мозга, омывает в том числе и периферические нервы. Это открытие может стать не только очередным поводом переписать учебник анатомии, но и важным дополнением к имеющимся методам доставки лекарств. Подробности работы опубликованы в журнале Science Advances.
Credit: Alexander P. Ligocki et al. / Science Advances 2024
Ликвор вырабатывается сосудистыми сплетениями, которые расположены в желудочках мозга. Он омывает ткани центральной нервной системы (ЦНС), выходя из специфических отверстий в пространства между оболочками мозга пульсирующим потоком низкого давления. Ликвор вырабатывается непрерывно (до 500 мл в день), обеспечивая физическую амортизацию, доставляя питательные вещества и удаляя отходы. По сути, система протока спинномозговой жидкости поддерживает гомеостаз (постоянство среды) в тканях центральной нервной системы.
Ликвор содержится в субарахноидальном пространстве головного и спинного мозга, которое находится между двумя внутренними слоями оболочек: мягкой и паутинной. Самый наружный слой — твердая мозговая оболочка — содержит венозные синусы и лимфатические сосуды, которые выводят ликвор из системы.
Периферические нервы имеют аналогичные многослойные соединительнотканные отсеки, смежные с мозговыми оболочками ЦНС, в месте прикрепления нервных корешков к спинному мозгу. Эпиневрий (похожий на твердую мозговую оболочку) связывает несколько нервных пучков, каждый из которых окружен периневрием (похожий на паутинную оболочку). Эта замкнутая область содержит эндоневрий — рыхлое соединительнотканное пространство, заполненное жидкостью, которая похожа по составу на ликвор. Внутри эндоневрия в заполненном жидкостью пространстве лежат пучки аксонов, и создается идеальная среда для нервной функции. Тем не менее происхождение этой эндоневральной жидкости (ЭНЖ) остается предметом споров.
В предыдущих работах, где следили за распространением красителя по жидкостям внутри нервной системы, обнаружили, что этот краситель накапливается в специфическом субарахноидальном «тупике», где периферические нервы выходят из ЦНС. Такие исследования помогли установить закономерности потока ликвора, а в некоторых даже предположили, что он может распространяться на периферическую нервную систему (ПНС). Но при этом общий вывод о закрытом потоке СМЖ в ЦНС изменился.
В новой работе ученые отследили поток спинномозговой жидкости от мест, где она фильтруется в сплетениях желудочков, вплоть до периферических нервов у живых мышей. Для этого авторы использовали золотые наночастицы разных размеров: от самых малых до 1,9 нанометров (как молекулы глюкозы) до достаточно крупных в диаметре 15 нанометров.
Наночастицы вводили в боковые желудочки мозга. Крупные остались на границе между переходом спинного мозга в корешки спинномозговых нервов, а вот мелкие через 4-6 часов оказались в крайних отделах седалищных нейронов. При том, что структуры ЦНС пометились в течение нескольких минут. Наличие золота на периферии ученые подтвердили с помощью электронной микроскопии.
Авторы акцентируют внимание на том, что их результаты подтверждают непрерывный поток спинномозговой жидкости от ЦНС к крайним отделам периферических нервов. Вероятно, это поддерживает их нормальную жизнедеятельность, так же, как и в ЦНС, доставляя питательные вещества и удаляя мусор.
Кроме того, исследователи считают, что с пульсирующим током ликвора вполне можно доставлять лекарственные средства к нервам по всему телу.
Текст: Анна Хоружая
Cerebrospinal fluid flow extends to peripheral nerves further unifying the nervous system by Alexander P. Ligocki et al. in Science Advances. Published September 2024.
DOI: 10.1126/sciadv.adn3259